鲁科版（2019）化学选择性必修2 模块综合测评（含解析）

模块综合测评
(时间:90分钟　满分:100分)
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)
1.(2020河南郑州外国语学校高二检测)化学科学需要借助化学专用语言来描述,下列化学用语的书写正确的是(　　)
A.基态Mg原子的轨道表示式:

B.过氧化氢电子式:H+[··O······O······]2-H+
C.As原子的简化电子排布式:[Ar]4s24p3
D.原子核内有10个中子的氧原子:　818O
2.(2020安徽合肥六中月考)AB型化合物形成的晶体结构多种多样。下图所示的几种结构所表示的物质最有可能是分子晶体的是(　　)

　　　　　　　　　　　　　　　　
A.①③ B.②⑤
C.⑤⑥ D.③④⑤⑥
3.(2020湖南常德第一中学高二检测)中国科技大学的科学家将C60分子组装在一单层分子膜表面,在-268 ℃时冻结分子的热振荡,利用扫描隧道显微镜首次“拍摄”到能清楚分辨碳原子间单、双键的分子图像。下列物质中一定既含σ键又含π键的化合物是(　　)
A.N2 B.CO2 C.C2H6O D.H2O2
4.(2020四川绵阳中学高二检测)下列描述正确的是(　　)
A.3p2表示3p能级有两个轨道
B.共价晶体中可能存在离子键
C.分子晶体中一定存在共价键
D.sp2杂化轨道模型为
5.(2020广东执信中学高二检测)下列各组元素性质的递变情况错误的是(　　)
A.Na、Mg、Al原子最外层电子数依次增多
B.P、S、Cl元素最高正价依次升高
C.N、O、F第一电离能依次增大
D.Na、K、Rb电负性逐渐减小
6.(2020湖南株洲二中高二检测)下列物质的性质与氢键无关的是(　　)
A.冰的密度比水的密度小
B.氨气极易溶于水
C.SbH3的沸点比PH3高
D.溶解度:邻羟基苯甲醛<对羟基苯甲醛
7.下列说法正确的是(　　)
A.一个N2分子中的π键与一个CO2分子中的π键的数目之比为2∶1
B.稳定性:甲烷>乙烯
C.强度:氢键>化学键>范德华力
D.沸点:>
8.(2020河南鹤壁高二检测)下列描述正确的是(　　)
①CS2为角形的极性分子　②ClO3-的立体构型为三角形　③SF6中有6对完全相同的成键电子对　④SiF4和SO32-的中心原子均采取sp3杂化
A.①③ B.②④ C.①② D.③④
9.共价键、离子键和范德华力是粒子之间的三种作用力。下列晶体:①Na2O2、②SiO2、③石墨、④金刚石、⑤NaCl、⑥白磷中,含有以上其中两种作用力的是(　　)
A.①②③ B.①③⑥
C.②④⑥ D.①②③⑥
10.(2020山东寿光现代中学高二检测)在半导体生产或灭火剂的使用中,会向空气逸散气体,如NF3、CHClFCF3、C3F8。它们虽是微量的,有些却是强温室气体,下列推测不正确的是(　　)
A.熔点:NF3>C3F8
B.CHClFCF3属于极性分子
C.C3F8在CCl4中的溶解度比在水中大
D.由价电子对互斥理论可确定NF3中N原子是sp3杂化,分子呈三角锥形

二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
11.(2020山东师大附中测试)下列判断错误的是(　　)
A.沸点:NH3>PH3>AsH3
B.熔点:Si3N4>NaCl>SiI4
C.酸性:HClO4 D.碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
12.(2020福建双十中学高二检测)元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示。已知Y元素原子的价电子排布式为nsn-1npn+1,则下列说法不正确的是(　　)

A.Y元素原子的价电子排布式为4s24p4
B.Y元素在元素周期表的第三周期ⅤA族
C.X元素所在周期中所含非金属元素最多
D.Z元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3
13.配位化合物Pt(NH3)2Cl2有顺铂和反铂两种同分异构体。顺铂在水中的溶解度较大,具有抗癌作用;反铂在水中的溶解度小,无抗癌作用。下列说法正确的是(　　)
A.顺铂在苯等有机溶剂中溶解度小于反铂
B.已知Pt位于元素周期表第10纵行,则Pt是第ⅧB族元素
C.分子中Pt和N之间为离子键
D.N原子杂化方式为sp3杂化

14.(2020江苏启东中学高三模拟)下列各组晶体物质中,化学键类型相同,晶体类型也相同的是(　　)
①SiO2与CO2　②C3N4(硬度大,熔点高)与SiC　③O2与N2　④晶体氖与白磷　⑤NaCl与AlCl3　⑥NH4Cl与NaOH　⑦MgCl2与SiCl4
A.①③⑥ B.②③⑥
C.②④⑥ D.⑤⑥⑦
15.(2020辽宁本溪高三质检)通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。人们发现等电子体的空间结构相同,则下列有关说法中正确的是(　　)
A.CH4和NH4+是等电子体,键角均为60°
B.NO3-和CO32-是等电子体,均为平面三角形结构
C.H3O+和PCl3是等电子体,均为三角锥形结构
D.B3N3H6和苯是等电子体,B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16.(10分)Q、R、X、Y、Z为前20号元素中的五种,Q的低价氧化物与X单质分子的电子总数相等,R与Q同族,Y和Z的离子与Ar原子的电子层结构相同且Y的原子序数小于Z。
(1)Q的最高价氧化物的固态属于　　　　晶体,俗名为　　　　;?
(2)R的氢化物分子的立体构型是　　　　　　　,属于　　　　(填“极性”或“非极性”)分子;?
(3)X的常见氢化物的立体构型是　　　　　　　　;它的另一氢化物X2H4是一种火箭燃料的成分,其电子式是　　　　　　　　;?
(4)Q分别与Y、Z形成的共价化合物的化学式是　　　　和　　　　;Q与Y形成的分子的电子式是　　　　　　　　　　　　,属于　　　　(填“极性”或“非极性”)分子。?
17.(12分)(2020云南昭通永善第二中学高二期末)1915年诺贝尔物理学奖授予Henry Bragg和Lawrence Bragg,以表彰他们用X射线对晶体结构的分析所作的贡献。
(1)科学家通过X射线探明,NaCl、KCl、MgO、CaO晶体结构相似,其中三种晶体的晶格能数据如下表:
晶体
NaCl
KCl
CaO
晶格能/(kJ·mol-1)
786
715
3 401

4种晶体NaCl、KCl、MgO、CaO熔点由高到低的顺序是　。?
(2)科学家通过X射线推测胆矾中既含有配位键,又含有氢键,其结构示意图可简单表示如下,其中配位键和氢键均采用虚线表示。

①写出基态Cu原子的核外电子排布式　　　　　　　;金属铜中铜原子采用下列　　　　　(填字母代号)堆积方式。?

②写出胆矾晶体中水合铜离子的结构简式:　　　　　　　　　　　(必须将配位键表示出来)。?
③水分子间存在氢键,请你列举两点事实说明氢键对水的性质的影响:　　　　　　　　　　。?
④SO42-的空间构型是　　　　　　　。?

18.(10分)(2020天津一中高二期末)已知前四周期的A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大,其中A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等;B原子核外电子有6种不同的运动状态;D原子L电子层上有2对成对电子;E基态原子有6个未成对电子。
请填写下列空白:
(1)E元素在元素周期表的位置是　　　　,E元素基态原子的价电子排布式为　　　　;?
(2)C基态原子的价电子轨道表示式为　　　　　　　　　　　　　　　　　;?
(3)B2A4是重要的基本石油化工原料。1 mol B2A4分子中含　　　　　mol σ键;?
(4)BD2电子式为　　　　,此分子键角为　　　　　;?
(5)BD32-中心原子的孤电子对数为　　　　　,离子的立体构型为　　　　　;?
(6)B、C、D三种元素的第一电离能由小到大的顺序为　　　　　(填元素符号),其原因为　　　　　　　　　　　　。?


19.(14分)(2020福建厦门外国语学校高二模拟)溴化铜(Ⅱ)甲基咪唑配合物是一种制备有机玻璃的催化剂,其合成方法如下:

(1)铜元素位于周期表中第　　　　族,写出基态Cu2+的电子排布式:　　　　　　　　　　　。?
(2)与NH4+互为等电子体的阴离子为　　　　　　。?
(3)SO42-中心原子的杂化方式为　　　　　　　。?
(4)MIm中含σ键与π键的数目之比为　　　　　。?
(5)一种铜的溴化物的晶胞结构如图所示。

由图中P点和Q点的原子坐标参数,可确定R点的原子坐标参数为　　　　　。?
(6)Cu晶体的堆积方式为面心立方最密堆积,设Cu原子半径为a,晶体中Cu原子的配位数为　　　　,晶体的空间利用率为　　　　　　　　。?

20.(14分)(2020河南六市高三联考)金属钛(22Ti)号称航空材料。回答下列问题:
(1)钛元素基态原子未成对电子数为　　　　　　,能量最高的电子占据的能级符号为　　　　,该能级所在能层具有的原子轨道数为　　　　　　。?
(2)[Ti(OH)2(H2O)4]2+中的化学键有　　　　　　。?
a.σ键 b.π键
c.离子键 d.配位键
(3)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂,纳米TiO2催化的一个实例如图所示。
一个化合物甲的分子中采取sp2杂化方式的碳原子个数为　　　　　　　,化合物乙中采取sp3杂化的原子的第一电离能由小到大的顺序为　　　　　　。?
(4)工业上制金属钛采用金属还原四氯化钛。先将TiO2(或天然的金红石)和足量炭粉混合加热至1 000~1 100 K,并进行氯化处理,生成TiCl4。写出生成TiCl4的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(5)有一种氮化钛晶体的晶胞如图所示,该晶体的化学式为　　　　　,该晶体中Ti原子周围距离最近且相等的N原子的个数为　　　　　　　　。已知晶体的密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶胞边长为　　　　　(用含ρ、NA的式子表示) cm。?

模块综合测评
(时间:90分钟　满分:100分)
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)
1.(2020河南郑州外国语学校高二检测)化学科学需要借助化学专用语言来描述,下列化学用语的书写正确的是(　　)
A.基态Mg原子的轨道表示式:

B.过氧化氢电子式:H+[··O······O······]2-H+
C.As原子的简化电子排布式:[Ar]4s24p3
D.原子核内有10个中子的氧原子:　818O
答案D
解析选项A中轨道表示式违背了泡利不相容原理(一个原子轨道里最多只能容纳两个电子且自旋状态不同)。选项B中正确的电子式为H··O······O······H。选项C中As原子核外共有33个电子,故简化电子排布式为[Ar]3d104s24p3。
2.(2020安徽合肥六中月考)AB型化合物形成的晶体结构多种多样。下图所示的几种结构所表示的物质最有可能是分子晶体的是(　　)

　　　　　　　　　　　　　　　　
A.①③ B.②⑤
C.⑤⑥ D.③④⑤⑥
答案B
解析从各图中结构可以看出,②⑤中原子都不能再以化学键与其他原子结合,所以最有可能是分子晶体。
3.(2020湖南常德第一中学高二检测)中国科技大学的科学家将C60分子组装在一单层分子膜表面,在-268 ℃时冻结分子的热振荡,利用扫描隧道显微镜首次“拍摄”到能清楚分辨碳原子间单、双键的分子图像。下列物质中一定既含σ键又含π键的化合物是(　　)
A.N2 B.CO2 C.C2H6O D.H2O2
答案B
解析N2中既含σ键又含π键,但属于单质;C2H6O和H2O2只含σ键不含π键;CO2分子中含有碳氧双键,分子中一定既含σ键又含π键。
4.(2020四川绵阳中学高二检测)下列描述正确的是(　　)
A.3p2表示3p能级有两个轨道
B.共价晶体中可能存在离子键
C.分子晶体中一定存在共价键
D.sp2杂化轨道模型为
答案D
解析3p2表示3p轨道上有2个电子;共价晶体中只有共价键,没有离子键;分子晶体中可能有共价键,也可能没有(如He)。
5.(2020广东执信中学高二检测)下列各组元素性质的递变情况错误的是(　　)
A.Na、Mg、Al原子最外层电子数依次增多
B.P、S、Cl元素最高正价依次升高
C.N、O、F第一电离能依次增大
D.Na、K、Rb电负性逐渐减小
答案C
解析N的第一电离能大于O的第一电离能。
6.(2020湖南株洲二中高二检测)下列物质的性质与氢键无关的是(　　)
A.冰的密度比水的密度小
B.氨气极易溶于水
C.SbH3的沸点比PH3高
D.溶解度:邻羟基苯甲醛<对羟基苯甲醛
答案C
解析SbH3的沸点比PH3高是因为前者的相对分子质量大于后者,相对分子质量越大,分子间作用力越大,沸点越高,与氢键无关。
7.下列说法正确的是(　　)
A.一个N2分子中的π键与一个CO2分子中的π键的数目之比为2∶1
B.稳定性:甲烷>乙烯
C.强度:氢键>化学键>范德华力
D.沸点:>
答案B
解析选项A,N2的结构式为,一个N2分子中含有一个σ键和两个π键,CO2的结构式为,一个CO2分子中含有两个σ键和两个π键,故二者分子中π键数目之比为1∶1。选项B,乙烯分子中的π键易断裂,而甲烷分子中只含有σ键,故甲烷分子更稳定。选项C,作用力的强度:化学键>氢键>范德华力。选项D,存在分子内氢键,存在分子间氢键,物质沸点受分子间氢键的影响较大,故的沸点较高。
8.(2020河南鹤壁高二检测)下列描述正确的是(　　)
①CS2为角形的极性分子　②ClO3-的立体构型为三角形　③SF6中有6对完全相同的成键电子对　④SiF4和SO32-的中心原子均采取sp3杂化
A.①③ B.②④ C.①② D.③④
答案D
解析CS2和CO2的分子构型相同,为直线形,①错误;ClO3-的中心原子Cl的孤电子对数为1,所以ClO3-的立体构型为三角锥形,②错误;S原子最外层有6个电子,正好与6个F原子形成6个共价键,③正确;SiF4中Si原子与4个F原子形成4个σ键,SO32-的中心原子S的孤电子对数为1,价电子对数为4,所以Si、S均采用sp3杂化,④正确。
9.共价键、离子键和范德华力是粒子之间的三种作用力。下列晶体:①Na2O2、②SiO2、③石墨、④金刚石、⑤NaCl、⑥白磷中,含有以上其中两种作用力的是(　　)
A.①②③ B.①③⑥
C.②④⑥ D.①②③⑥
答案B
解析过氧化钠中有离子键和共价键,石墨和白磷中均存在共价键和范德华力。
10.(2020山东寿光现代中学高二检测)在半导体生产或灭火剂的使用中,会向空气逸散气体,如NF3、CHClFCF3、C3F8。它们虽是微量的,有些却是强温室气体,下列推测不正确的是(　　)
A.熔点:NF3>C3F8
B.CHClFCF3属于极性分子
C.C3F8在CCl4中的溶解度比在水中大
D.由价电子对互斥理论可确定NF3中N原子是sp3杂化,分子呈三角锥形
答案A
解析C3F8和NF3均为分子晶体,C3F8的相对分子质量大于NF3,熔点:C3F8>NF3,A项错误;CHClFCF3可写为,属于极性分子,B项正确;根据“相似相溶”规律,C3F8易溶于CCl4,C项正确;NF3中N原子的价电子对数为4,孤电子对数为1,故分子呈三角锥形,D项正确。

二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
11.(2020山东师大附中测试)下列判断错误的是(　　)
A.沸点:NH3>PH3>AsH3
B.熔点:Si3N4>NaCl>SiI4
C.酸性:HClO4 D.碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
答案AC
解析A项,NH3分子间存在氢键,沸点最高,又因为相对原子质量:As>P,所以沸点:AsH3>PH3,即沸点:NH3>AsH3>PH3;B项,Si3N4、NaCl、SiI4分别为共价晶体、离子晶体和分子晶体,熔点逐渐降低;C项,Cl、S、P的非金属性逐渐减弱,即最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱;D项,由Na、Mg、Al的金属性递减可确定其最高价氧化物对应水化物的碱性递减。
12.(2020福建双十中学高二检测)元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示。已知Y元素原子的价电子排布式为nsn-1npn+1,则下列说法不正确的是(　　)

A.Y元素原子的价电子排布式为4s24p4
B.Y元素在元素周期表的第三周期ⅤA族
C.X元素所在周期中所含非金属元素最多
D.Z元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3
答案AB
解析因为Y元素原子的价电子排布式中出现了np能级,故其ns能级已经充满且只能为2个电子,则n-1=2,n=3,即Y元素原子的价电子排布式为3s23p4,位于元素周期表的第三周期ⅥA族,故A项错误,B项也错误。Y为S元素,X为F元素,第2周期所含非金属元素最多,故C项正确。Z为As元素,原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,D项正确。
13.配位化合物Pt(NH3)2Cl2有顺铂和反铂两种同分异构体。顺铂在水中的溶解度较大,具有抗癌作用;反铂在水中的溶解度小,无抗癌作用。下列说法正确的是(　　)
A.顺铂在苯等有机溶剂中溶解度小于反铂
B.已知Pt位于元素周期表第10纵行,则Pt是第ⅧB族元素
C.分子中Pt和N之间为离子键
D.N原子杂化方式为sp3杂化
答案AD
解析根据“相似相溶”规律,可知顺铂分子为极性分子,反铂分子为非极性分子,A项正确;Pt位于第Ⅷ族,B项错误;Pt与NH3中N之间形成的是配位键,C项错误;氮原子采取sp3杂化,D项正确。

14.(2020江苏启东中学高三模拟)下列各组晶体物质中,化学键类型相同,晶体类型也相同的是(　　)
①SiO2与CO2　②C3N4(硬度大,熔点高)与SiC　③O2与N2　④晶体氖与白磷　⑤NaCl与AlCl3　⑥NH4Cl与NaOH　⑦MgCl2与SiCl4
A.①③⑥ B.②③⑥
C.②④⑥ D.⑤⑥⑦
答案B
解析①SiO2为共价晶体,CO2为分子晶体,错误;②C3N4与SiC均是含有共价键的共价晶体,正确;③O2与N2分子中都只含非极性共价键,都属于分子晶体,正确;④晶体氖与白磷都是分子晶体,但晶体氖中不含化学键,白磷分子中含有共价键,错误;⑤NaCl为离子晶体,AlCl3为分子晶体,错误;⑥NH4Cl与NaOH均为离子晶体,均含有离子键和共价键,正确;⑦MgCl2属于离子晶体,SiCl4属于分子晶体,错误。
15.(2020辽宁本溪高三质检)通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。人们发现等电子体的空间结构相同,则下列有关说法中正确的是(　　)
A.CH4和NH4+是等电子体,键角均为60°
B.NO3-和CO32-是等电子体,均为平面三角形结构
C.H3O+和PCl3是等电子体,均为三角锥形结构
D.B3N3H6和苯是等电子体,B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道
答案B
解析甲烷分子是正四面体结构,键角是109°28',A错;NO3-和CO32-是等电子体,均为三角形结构,B对;H3O+和PCl3的价电子总数不相等,C错;B3N3H6与苯互为等电子体,苯的结构中存在“肩并肩”式重叠的轨道,故B3N3H6分子中也存在,D错。
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16.(10分)Q、R、X、Y、Z为前20号元素中的五种,Q的低价氧化物与X单质分子的电子总数相等,R与Q同族,Y和Z的离子与Ar原子的电子层结构相同且Y的原子序数小于Z。
(1)Q的最高价氧化物的固态属于　　　　晶体,俗名为　　　　;?
(2)R的氢化物分子的立体构型是　　　　　　　,属于　　　　(填“极性”或“非极性”)分子;?
(3)X的常见氢化物的立体构型是　　　　　　　　;它的另一氢化物X2H4是一种火箭燃料的成分,其电子式是　　　　　　　　;?
(4)Q分别与Y、Z形成的共价化合物的化学式是　　　　和　　　　;Q与Y形成的分子的电子式是　　　　　　　　　　　　,属于　　　　(填“极性”或“非极性”)分子。?
答案(1)分子　干冰　(2)正四面体形　非极性
(3)三角锥形　H··H
(4)CS2　CCl4　S········C····S····　非极性
解析根据问题(3)中X的一种氢化物X2H4是一种火箭燃料的成分,可知X为N,Q的低价氧化物与N2的电子数相同,因此Q为C,R与Q同族且为前20号元素,因此R为Si。根据问题(4)中Q分别能与Y、Z形成共价化合物,则Y和Z为非金属元素,又由于Y和Z的离子与Ar原子的电子层结构相同,且Y的原子序数小于Z,因此Y和Z分别为S和Cl。
(1)Q为C,其最高价氧化物为CO2,固态CO2为分子晶体,俗名为干冰。
(2)R为Si,其氢化物为SiH4,因此SiH4分子的立体构型是正四面体形,为非极性分子。
(3)N的常见氢化物为NH3,其分子的立体构型为三角锥形,N2H4的结构式为,因此其电子式为H··H。
(4)C分别和S、Cl形成的共价化合物为CS2、CCl4,CS2分子和CO2分子结构相同,都是直线形非极性分子,其结构式为,电子式为S········C····S····。
17.(12分)(2020云南昭通永善第二中学高二期末)1915年诺贝尔物理学奖授予Henry Bragg和Lawrence Bragg,以表彰他们用X射线对晶体结构的分析所作的贡献。
(1)科学家通过X射线探明,NaCl、KCl、MgO、CaO晶体结构相似,其中三种晶体的晶格能数据如下表:
晶体
NaCl
KCl
CaO
晶格能/(kJ·mol-1)
786
715
3 401

4种晶体NaCl、KCl、MgO、CaO熔点由高到低的顺序是　。?
(2)科学家通过X射线推测胆矾中既含有配位键,又含有氢键,其结构示意图可简单表示如下,其中配位键和氢键均采用虚线表示。

①写出基态Cu原子的核外电子排布式　　　　　　　;金属铜中铜原子采用下列　　　　　(填字母代号)堆积方式。?

②写出胆矾晶体中水合铜离子的结构简式:　　　　　　　　　　　(必须将配位键表示出来)。?
③水分子间存在氢键,请你列举两点事实说明氢键对水的性质的影响:　　　　　　　　　　。?
④SO42-的空间构型是　　　　　　　。?
答案(1)MgO>CaO>NaCl>KCl
(2)①1s22s22p63s23p63d104s1　C
②　③水的熔、沸点较高;结冰时密度减小　④正四面体形
解析(1)离子晶体的离子半径越小,所带电荷越多,晶格能越大,则晶体的熔、沸点越高,则有NaCl、KCl、MgO、CaO熔点由高到低的顺序是MgO>CaO>NaCl>KCl。
(2)①Cu的原子序数为29,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,金属铜中Cu原子采取面心立方最密堆积,配位数为12,故C符合。②Cu2+提供空轨道,H2O中氧原子提供孤电子对,从而形成配位键,水合铜离子的结构简式为。③氢键比一般分子间作用力强,所以水的熔、沸点较高;因为氢键具有方向性,所以水结冰时,分子间的间距变大,体积增大,密度减小。④SO42-中心原子S的价电子对数=4+6+2-2×42=4,孤电子对数为0,故为正四面体结构。
18.(10分)(2020天津一中高二期末)已知前四周期的A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大,其中A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等;B原子核外电子有6种不同的运动状态;D原子L电子层上有2对成对电子;E基态原子有6个未成对电子。
请填写下列空白:
(1)E元素在元素周期表的位置是　　　　,E元素基态原子的价电子排布式为　　　　;?
(2)C基态原子的价电子轨道表示式为　　　　　　　　　　　　　　　　　;?
(3)B2A4是重要的基本石油化工原料。1 mol B2A4分子中含　　　　　mol σ键;?
(4)BD2电子式为　　　　,此分子键角为　　　　　;?
(5)BD32-中心原子的孤电子对数为　　　　　,离子的立体构型为　　　　　;?
(6)B、C、D三种元素的第一电离能由小到大的顺序为　　　　　(填元素符号),其原因为　　　　　　　　　　　　。?
答案(1)第4周期ⅥB族　3d54s1　(2)
(3)5　(4)O········C····O····　180°　(5)0　平面三角形
(6)C 解析(1)由前四周期元素E基态原子有6个未成对电子推知,E为铬元素,在元素周期表中的位置是第4周期ⅥB族;Cr元素基态原子的价电子排布式为3d54s1。
(2)由题意知,A为氢元素,B为碳元素,D为氧元素,则C为氮元素,根据洪特规则,其基态原子的价电子轨道表示式为。
(3)B2A4即C2H4,1个C2H4分子中含有5个σ键、1个π键,则1 mol C2H4分子中含有5 mol σ键。
(4)BD2即CO2,电子式为O········C····O····;二氧化碳分子是直线形分子,键角为180°。
(5)BD32-即CO32-,其中心原子上的孤电子对数=12(4+2-3×2)=0;CO32-的价电子对数是3,所以其空间构型是三角形。
(6)B、C、D依次为碳元素、氮元素、氧元素,同周期元素的第一电离能从左到右有增大的趋势,N原子2p轨道处于半充满状态,较稳定,其第一电离能出现反常,在三种元素中最大。
19.(14分)(2020福建厦门外国语学校高二模拟)溴化铜(Ⅱ)甲基咪唑配合物是一种制备有机玻璃的催化剂,其合成方法如下:

(1)铜元素位于周期表中第　　　　族,写出基态Cu2+的电子排布式:　　　　　　　　　　　。?
(2)与NH4+互为等电子体的阴离子为　　　　　　。?
(3)SO42-中心原子的杂化方式为　　　　　　　。?
(4)MIm中含σ键与π键的数目之比为　　　　　。?
(5)一种铜的溴化物的晶胞结构如图所示。

由图中P点和Q点的原子坐标参数,可确定R点的原子坐标参数为　　　　　。?
(6)Cu晶体的堆积方式为面心立方最密堆积,设Cu原子半径为a,晶体中Cu原子的配位数为　　　　,晶体的空间利用率为　　　　　　　　。?
答案(1)ⅠB　1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9
(2)BH4-(或其他合理答案)　(3)sp3　(4)9∶2
(5)(14,14,14)　(6)12　74%
解析(1)铜元素原子序数为29,位于元素周期表中第4周期ⅠB族,基态Cu2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9。
(2)NH4+含5个原子,价电子数为8,所以与之互为等电子体的阴离子有BH4-或AlH4-等离子。
(3)SO42-中,中心原子的价电子对数=12(6+2)=4,杂化轨道数为4,采取sp3杂化。
(4)MIm结构为,其中所含π键数目为2,σ键数目为9,故MIm中含σ键与π键的数目之比为9∶2。
(5)已知图中P点原子坐标参数为(0,0,0)和Q点原子坐标参数为(1,12,12),可将晶胞边长设为1,PR的距离为晶胞体对角线的14,则可确定R点的原子坐标参数为(14,14,14)。
(6)铜晶胞中Cu原子位于6个面心、8个顶点上,属于面心立方最密堆积;以一个顶点Cu原子进行研究,与之距离最近且相等的Cu原子处于面心,每个顶点为8个晶胞共用,每个面心为2个晶胞共用,故Cu原子配位数为32×8=12;一个铜晶胞中所含Cu原子数目为8×18+6×12=4,设Cu原子半径为a,则一个Cu晶胞中所含原子总体积为4×43πa3,晶胞棱长=4a×22=22a,一个晶胞的体积为(22a)3,晶体的空间利用率=4×43πa3(22a)3×100%=26π×100%≈74%。
20.(14分)(2020河南六市高三联考)金属钛(22Ti)号称航空材料。回答下列问题:
(1)钛元素基态原子未成对电子数为　　　　　　,能量最高的电子占据的能级符号为　　　　,该能级所在能层具有的原子轨道数为　　　　　　。?
(2)[Ti(OH)2(H2O)4]2+中的化学键有　　　　　　。?
a.σ键 b.π键
c.离子键 d.配位键
(3)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂,纳米TiO2催化的一个实例如图所示。
一个化合物甲的分子中采取sp2杂化方式的碳原子个数为　　　　　　　,化合物乙中采取sp3杂化的原子的第一电离能由小到大的顺序为　　　　　　。?
(4)工业上制金属钛采用金属还原四氯化钛。先将TiO2(或天然的金红石)和足量炭粉混合加热至1 000~1 100 K,并进行氯化处理,生成TiCl4。写出生成TiCl4的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(5)有一种氮化钛晶体的晶胞如图所示,该晶体的化学式为　　　　　,该晶体中Ti原子周围距离最近且相等的N原子的个数为　　　　　　　　。已知晶体的密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶胞边长为　　　　　(用含ρ、NA的式子表示) cm。?

答案(1)2　3d　9　(2)ad　(3)7　C (4)TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO
(5)TiN　4　3248ρNA
解析(1)Ti元素基态原子的价电子排布式为3d24s2,价电子轨道表示式为,由此可见钛元素基态原子未成对电子数为2,能量最高的电子占据的能级符号为3d,该能级所在能层为M能层,有3s、3p、3d能级,分别含有的原子轨道数目为1、3、5,总共具有的原子轨道数为9。
(2)[Ti(OH)2(H2O)4]2+中的化学键只有σ键和配位键,即答案为ad。
(3)采取sp2杂化的碳原子的价电子对数是3,甲分子中碳原子价电子对数为3的有:苯环上的碳原子、连接羰基的碳原子,所以一共有7个;采取sp3杂化的原子的价电子对数是4,化合物乙中价电子对数是4的原子有:甲基碳原子、分别连接甲基和羟基的碳原子、氧原子和氮原子,同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但ⅤA族元素的第一电离能大于相邻元素,所以这三种元素第一电离能从小到大顺序是C (4)TiO2和足量炭粉混合加热至1 000~1 100 K,并进行氯化处理,生成TiCl4的化学方程式为TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO。
(5)观察晶胞可知,N位于立方体的顶点和面心位置,故该晶胞中所含N原子数=8×18+6×12=4;Ti位于晶胞内,有4个,则该晶体的化学式可写为TiN;由晶胞结构图可知,Ti原子周围距离最近且相等的N原子有4个;一个该晶胞的质量为4×48+14NA g,晶体的密度为ρ g·cm-3,则晶胞边长为34×48+14NAgρg·cm-3=3248ρNA cm。